Tribologie Untersuchungen
Tribologie bezeichnet die Wissenschaft der Reibungslehre und umfasst die umfasst die Gebiete Reibung, Schmierung, Kontaktmechanik, Verschleiß und Schadensanalyse. Da Reibung und Verschleiß Systemeigenschaften mit vielen Einflussgrößen sind, werden diese mit Modellprüfständen (Tribometern) untersucht. Der Vorteil dieser Untersuchungen mit Tribometern ist der, dass die Randbedingungen genau eingestellt und kontrolliert werden können. Die Tribologie ist eine breit aufgestellte interdisziplinäre Wissenschaft, welche sich aus den Bereichen Chemie, Maschinenbau, Physik und Werkstoffwissenschaften zusammensetzt.
Oberflächenanalyse
Die lichtmikroskopischen Analysen von Oberflächen von Bauteilen erfolgen einem Stereomikroskop, einem Auflichtmikroskop oder einem Digitalmikroskop. Alle diese Mikroskope ermöglichen hochwertige Bildaufnahmen der Objektoberfläche und die Bestimmung von geometrischen Merkmalen wie Länge, Winkel, Radien und Flächen.
Mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) werden hochauflösende tiefenscharfe Bildaufnahmen der Objektoberfläche mit großer Vergrößerung angefertigt. Dabei rastert ein fein gebündelter Elektronenstrahl die Oberfläche präzise Zeile für Zeile ab. Die hierbei stattfindende Wechselwirkung mit dem Objekt wird zur Erzeugung von Aufnahmen der Oberflächentopographie (SE) sowie für Materialkontrastbilder (BSE) genutzt.
OBERFLÄCHENMESSUNG 2D/3D
Die Analyse der Topographie einer Oberfläche für die Bestimmung von Rauheit, Welligkeit und Form erfolgt idealerweise mittels optischer Oberflächenmessung, bei der entsprechende Messgeräte die Oberfläche dreidimensional und berührungslos abtasten. Dazu werden Konfokalmikroskope mit verschiedenen Lichtquellen (LED, Laser) und Weißlichtinterferometer als optische Messgeräte eingesetzt.
MATERIALANALYSE (EDX)
Die Materialanalyse zur Bestimmung der chemischen Elemente erfolgt mit der Energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) am REM. Diese Methode beruht darauf, dass jedes chemische Element eine charakteristische Röntgenstrahlung aussendet, wenn es durch den Elektronenstrahl des REMs angeregt wird.
HÄRTEPRÜFUNG
Die Härteprüfung ist eines der am häufigsten verwendeten Prüfverfahren der Materialprüfung. Bei der Härteprüfung wird die Härte als Eindringwiderstand gegen einen Prüfkörper bestimmt. Als Messgröße für die Makrohärte dient verfahrensabhängig die Größe des bleibenden Abdruckes des Prüfkörpers (Vickers, Knoop, Brinell) oder die Eindringtiefe (Rockwell, Super Rockwell). Für Prüfungen an großen Bauteilen oder zur mobilen Härteprüfung stehen entsprechende Prüfverfahren zur Verfügung.
REIBWERTMESSUNG
Der Reibwert bzw. Reibungskoeffizient eines Tribosystems wird mit einem Tribometer bestimmt. Hierbei wird ein Prüfkörper geeigneter Geometrie mit einer definierten Normalkraft über einen Grundkörper bewegt und dabei die Reibkraft gemessen. Aus dem Verhältnis der Reibkraft zur Normalkraft wird der Reibwert µ berechnet.
VERSCHLEISSPRÜFUNG
Das Verschleißverhalten von tribologischen Systemen wird mit einem Tribometer ermittelt. Dazu wird der Prüfkörper unter einer definierten Normalkraft über einen Grundkörper translatorisch oder rotatorisch bewegt. Nach dem Test wird der Verschleiß gravimetrisch als Masse oder durch optische 3D-Oberflächenmessungen als Volumen bestimmt.
SCHADENSANALYSE
Die Schadensanalyse dient zur Klärung der Entstehungsursache von Bauteilausfällen und von Verschleiß. Bei der Schadensanalyse kommen verschiedene Analysetechniken zum Einsatz, um die sogenannte Root Cause („Wurzel allen Übels“ oder Primärschadensursache) herauszufinden. Neben der Lichtmikroskopie sind hierfür die Rasterelektronenmikroskopie (REM) incl. der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) wichtige Analysetechniken.
TRIBOLOGIE SEMINAR
Das Seminar Tribologie vermittelt Ihnen alles rund um Reibung, Schmierung und Verschleiß. Dieses richtet sich sowohl an Mitarbeiter/innen mit bisher wenigen Berührungspunkte zur Tribologie als auch an erfahrene Experten/innen.